Исследование магнитной вибрации для диагностики тяговых электродвигателей локомотивов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Минаенко, Александр Иванович
- Специальность ВАК РФ05.22.07
- Количество страниц 198
Оглавление диссертации кандидат технических наук Минаенко, Александр Иванович
ВВЕДЕНИЕ.
1. ВИБРОАКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И МАГНИТНАЯ ВИБРАЦИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.
1.1. Методы и средства виброакустической диагностики ТЭД в современных условиях.
1.2. Состояние вопроса в области магнитной вибрации ТЭД.
1.3. Выводы.
2. МАГНИТНЫЙ ШУМ И ВИБРАЦИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.
2.1. Магнитное поле в воздушном зазоре.;.
2.2. Влияние нагрузки и насыщения на электромагнитные силы.
2.3. Магнитная проводимость воздушного зазора.
2.4. Переменные электромагнитные силы и моменты.
2.4.1. Радиальная сила.
2.4.2. Тангенциальная сила.
2.4.3. Переменные электромагнитные моменты.
2.5. Виды пространственной деформации станины ТЭД под действием электромагнитных нагрузок.
2.5.1. Виды пространственных деформаций под действием радиальных электромагнитных сил.
2.5.2. Виды пространственных деформаций под действием тангенциальных электромагнитных сил.
2.6. Перемещение сечений станины под действием переменных сил и моментов.
2.7. Собственные частоты колебаний станины ТЭД.
2.8. Коэффициенты динамичности.
2.9. Электромагнитные вибрации.
2.10. Прочность и колебания болтов крепления главных полюсов
2.10.1. Условия работы полюсных болтов.
2.10.2. Собственные частоты колебаний полюса.
2.10.3. Деформация болта главного полюса.
2.11. Выводы.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОЙ ВИБРАЦИИ ТЭД В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ.
3.1. Исследование вибрации ТЭД в зависимости от радиального зазора якорных подшипников.
3.1.1 Описание эксперимента.
3.1.2. Описание экспериментальной установки.
3.1.3. Анализ результатов эксперимента.
3.2. Исследование магнитной вибрации ТЭД в зависимости от величины затяжки болтов крепления главных полюсов.
3.3. Выводы.
4. МЕТОДИКА ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО МАГНИТНОЙ ВИБРАЦИИ.
4.1. Основные положения.
4.2. Методика обработки экспериментальных данных.
4.3. Установление норм на уровни СКВ в контрольных точках
ТЭД НБ-418к6.
4.4. Выводы.
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ
ВИБРО АКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», 05.22.07 шифр ВАК
Основы виброакустической диагностики тяговых приводов локомотивов1998 год, доктор технических наук Гиоев, Заурбек Георгиевич
Влияние технологических факторов на качество функционирования коллекторных тяговых электродвигателей магистрального электроподвижного состава2000 год, кандидат технических наук Шантаренко, Сергей Георгиевич
Виброакустическая диагностика подшипниковых узлов тягового привода вагонов метрополитена серии 81-717, 81-7141999 год, кандидат технических наук Микита, Гурий Иштванович
Виброакустическая диагностика буксовых подшипников подвижного состава2003 год, кандидат технических наук Нелюбов, Виктор Петрович
Виброакустическая диагностика турбокомпрессоров тепловозных дизелей2005 год, кандидат технических наук Волков, Алексей Васильевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование магнитной вибрации для диагностики тяговых электродвигателей локомотивов»
Настоящая работа посвящена исследованию магнитной вибрации компенсированных тяговых электрических двигателей (ТЭД) локомотивов в целях виброакустической диагностики их технического состояния.
Виброакустическая диагностика технического состояния элементов и узлов тяговых двигателей в условиях эксплуатации и при диагностике качества изготовления или ремонта в заводских условиях занимает одно из приоритетных мест в ряду задач повышения надежности и безопасности электроподвижного состава. Внедрение виброакустических систем диагностики технического состояния механической части локомотивов с использованием методов и средств спектрального анализа в последние годы стало одной из важнейших задач совершенствования эксплуатационных показателей подвижного состава на пути перехода к ТО и ТР локомотивов по их фактическому состоянию, при сохранении общей планово-предупредительной системы ремонта.
Виброакустическая диагностика как наука является самостоятельным направлением технической диагностики, которая возникла на стыке акустической динамики машин с теорией сигналов и теории распознавания образов |26|. Предметом изучения в виброакустической диагностике являются закономерности изменения процессов образования колебаний в узлах объекта диагностирования при появлении неисправностей. Основной задачей виброакустической диагностики является разработка метода определения параметров технического состояния объекта по косвенным признакам, а также принципов построения и организации использования средств виброакустического диагностирования. Требования обеспечения комплексной безразборной оценки технического состояния локомотивов выдвигают на передний план именно методы виброакустической диагностики, как наиболее чувствительные к различным отклонениям параметров текущего технического состояния от нормального. Параметры собственной корпусной вибрации (СКВ) тягового электродвигателя отражают техническое состояние практически всех ее элементов. Так, с учетом неоднозначного соответствия между состояниями и диагностическими сигналами, в изменении параметров тока электрической машины отражается приблизительно 16 % всех дефектов, температуры перегрева - 20 %, вибрации - 80 % | 4 |. Таким образом, параметры вибрации являются основными при технической диагностике тяговых электродвигателей. Эффективность метода виброакустической диагностики обусловлена не только органической связью используемой измерительной информации, содержащейся в виброакустических сигналах, с динамическими процессами возбуждения и распространения колебаний в конструктивных элементах машин и механизмов, но и возможностью автоматизации процессов съема и обработки многомерной высокочастотной измерительной информации с помощью современной микропроцессорной техники и организации процедур диагностирования на основе использования математического аппарата теории распознавания образов. Ориентация на методы виброакустической диагностики, предполагающие безразборность, оперативность и универсальность, позволяет успешно решать поставленные задачи благодаря огромной информационной емкости виброакустических сигналов, сопровождающих функционирование машин и механизмов. Методы виброакустической диагностики позволяют не только выявить уже развившуюся неисправность и предотвратить катастрофические разрушения, но и обнаружить дефект на самой ранней стадии развития, что дает возможность прогнозировать аварийную ситуацию, и обоснованно принимать надлежащие меры по предотвращению развития дефекта, планируя сроки и объемы ремонта объекта диагностики | 9 |.
Вопросы прогнозирования технического состояния ТЭД на всех этапах его жизненного цикла имеют очень большое значение при интенсивной эксплуатации локомотивов. Как показывает практика, проведение диагностических исследований необходимо начинать со стадии проектирования и изготовления двигателя, а заканчивать только в период изъятия его из эксплуатации, или в момент постановки на капитальный ремонт. Методы и средства диагностики, используемые на этих стадиях, в значительной мере отличаются между собой вследствие различия видов дефектов и генерируемых ими сигналов, а также условий и конечных целей диагностирования.
Применение виброакустической диагностики на подвижном составе дает наиболее эффективные результаты в следующих областях:
1. Заводская диагностика качества изготовления готовой продукции и ее аттестация;
2. Диагностика качества отремонтированных агрегатов привода в депо и на заводах;
3. Определение потребности в техническом ремонте и обслуживании агрегатов тягового привода, находящихся в эксплуатации.
Длительные простои локомотивов в ремонте из-за неисправностей, а также преждевременная постановка на ремонт с полной разборкой узлов механической части является причиной повышения расхода средств на проведение технического обслуживания и ремонтных работ. Применение методов виброакустической диагностики в целях обеспечения бездемонтажного контроля технического состояния элементов и узлов ТЭД способствует упрощению технологии ремонта, дает экономию рабочего времени при проведении ТР и ТО в рамках планово-предупредительной системы ремонта за счет устранения работ, связанных с визуальным контролем технического состояния. В условиях ремонтного предприятия применение методов виброакустической диагностики позволяет достоверно оценить степень износа узлов механизма, вид и место появления дефекта, целесообразность и объем ремонтных работ, остаточный ресурс отдельных « узлов и всего агрегата в целом, а также проверить качество ремонтных работ.
Применяющееся в настоящее время планово-предупредительное обслуживание локомотива заключается в том, что независимо от текущего технического состояния через заранее определенный интервал проводится полная или частичная разборка оборудования с целью технического обслуживания (ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4), технического ремонта (ТР-1, ТР-2, ТР-3) или капитального ремонта (КР-1, КР-2). Данные процедуры значительно снижают вероятность внезапного отказа, но не гарантируют отсутствие неожиданных повреждений в межремонтный период. Опыт эксплуатации показывает, что, во-первых, случайные поломки в период безопасного интервала времени между планово-предупредительными работами все же происходят, а во-вторых, зачастую время безаварийной эксплуатации агрегата без разборок превышает период времени между техническими ремонтами. Экономически более выгодно проведение предупредительных работ не через регулярные, заранее запланированные интервалы наработки, а по мере необходимости, в соответствии с техническим состоянием. Переход на техническое обслуживание по фактическому состоянию позволяет отказаться от проведения ненужных переборок, устранить необоснованные простои оборудования, сократить сроки и объемы работ, получить экономию запчастей и расходных материалов, повысить точность технологического цикла и качество выпускаемого двигателя. Использование методов виброакустической диагностики в эксплуатационный период жизни тягового электродвигателя способствует обеспечению эксплуатации локомотивного парка не по заранее назначенному ресурсу, а по фактическому техническому состоянию. Замена последовательных операций параллельным съемом диагностической информации способствует сокращению затрат времени на конструкторскую доработку агрегатов. В силу сказанного, применение методов виброакустической диагностики технического состояния деталей и узлов локомотивов эффективно даже в рамках существующей плановопредупредительной системы ремонта, что подтверждается высоким экономическим эффектом от использования методов виброакустической диагностики, полученным на ряде ремонтных заводов и депо МПС РФ. Например, в депо Белово Кемеровской железной дороги экономический эффект от внедрения методики и средств виброакустической диагностики ТЭД типа ТЛ-2К составил в 1995-1997 гг. 651 млн. рублей (в ценах до 1998 г.) | 28 а ожидаемый экономический эффект от внедрения комплексного виброакустического способа автоматизированного диагностирования узлов механической части локомотивов на ст. Тайга Западно-Сибирской железной дороги составляет цифру порядка 500 тыс. рублей (в ценах 1999 г.) | 86 |.
Следовательно, теоретические и экспериментальные исследования, направленные на изучение источников возникновения вибраций в элементах и узлах ТЭД и разработку методов , бездемонтажной диагностики технического состояния на всех этапах жизненного цикла являются, без сомнения, актуальными и дают большой народно-хозяйственный эффект, поскольку на основе полученных закономерностей изменения параметров собственной корпусной вибрации от технического состояния дают возможность получить вибрационные нормы и построить номограммы.
Эксплуатация ТЭД связана с непрерывными процессами износа подвижных частей и ослабления первоначальных значений натягов и посадок соединяемых деталей, и соответственным изменением величины действующих сил - источников вибрации. Экспериментально установлено, что возникновение и развитие дефектов в любом из указанных элементов изменяет параметры вибрационного сигнала, снимаемого с корпуса машины. Перед исследователем стоит задача выявить закономерности изменения выходного сигнала в зависимости от изменения структурных, внутренних параметров диагностируемого объекта, и при этом связать характерные компоненты выходного сигнала с конкретным возбуждающим параметром. Тем не менее, при диагностике дефектов, появляющихся в процессе эксплуатации тягового двигателя, и дефектов изготовления и монтажа есть существенные методологические отличия. Зарождающиеся эксплуатационные дефекты обладают крайне незначительной колебательной мощностью, диагностировать их удается лишь при обращении к высокочастотным акустическим колебаниям в резонансных зонах механической системы в диапазоне частот от 1 до 20 кГц, или в зарезонансной области от 20 до 500 кГц на собственной частоте жестко установленного вибропреобразователя | 26 |. В диагностике зарождающихся дефектов предпочтение отдается методам анализа нестационарной компоненты колебательного процесса, а также методам, базирующимся на учете нелинейных свойств колебательной системы. Это направление требует разработки сложных многофакторных моделей диагностируемого объекта с учетом взаимного влияния узлов друг на друга и на диагностическую картину системы в целом, применения сложного математического аппарата и быстродействующей микропроцессорной техники, способной реализовать сложные алгоритмы диагностики. Поиск информативных диагностических признаков развития неисправностей относится здесь к наиболее трудно формализуемой операции. Несмотря на очевидные достижения в развитии теории и практики распознавания образов, проблема оптимизации распознающих диагностических систем не рассмотрена и не решена, за исключением частного случая распознавания двух нормально распределенных классов с общей известной ковариационной матрицей | 84 |.
Диагностика дефектов производства и ремонта отличается значительно более простыми методологическими и техническими средствами, поскольку может быть проведена на основании анализа характеристик колебаний на вынужденных частотах, например, частотах вращения ротора, тел качения в подшипниках, пульсации магнитного поля в воздушном зазоре и т.д. Исследуемый частотный диапазон обычно находится в пределах от 0 до 1^2 кГц, т.е. условно может быть отнесен к низко- и среднечастотной областям.
Динамическая модель тягового двигателя в области низкочастотных колебаний может быть представлена как комбинация сосредоточенных масс с упругими безынерционными связями и детерминированными возбуждающими воздействиями, исследование которой может вестись методами прикладной теории колебаний. Наиболее вероятными причинами низкочастотных колебаний являются неуравновешенность вращающихся масс, нарушение геометрии узлов, периодические силы, создаваемые в рабочем процессе | 79, 80 |.
Параметры магнитной вибрации ТЭД пульсирующего тока находятся в прямой зависимости от состояния ряда конструктивных элементов тягового двигателя, прежде всего участков на пути основного магнитного потока, таких, как главные полюса, воздушные зазоры и зубцовый слой якоря. Производственные отклонения, допуски на геометрические параметры, разброс значений посадок и зазоров в сопряжениях данных элементов магнитной цепи, магнитная и электрическая несимметрия, нестабильность питающего напряжения и климатических условий и т.д. оказывают влияние на величину действующих электромагнитных сил, и, следовательно, на магнитную составляющую собственной корпусной вибрации тягового двигателя. В картине вибрации ТЭД одной серии, имеющих одинаковое техническое состояние (например, вышедших из ремонта) неизбежно будут иметься различия, обусловленные в том числе и магнитной вибрацией. Повышение точности диагноза напрямую зависит от того, насколько характеристики каждого двигателя будут близки к усредненным характеристикам серии. Поэтому устранение влияния магнитной составляющей на общий уровень вибрации позволяет снизить разброс параметров вибросигнала и повысить точность диагноза.
Дефекты, возникающие в магнитной системе ТЭД при его изготовлении или ремонте, влияют, прежде всего на электромагнитное поле в воздушном зазоре машины, переменные составляющие которого создают колебательные силы и моменты, которые в свою очередь возбуждают вибрацию якоря, и, через подшипники качения, колебания станины. Обнаруживаются эти дефекты как по переменным составляющим тока в обмотках или магнитного поля, так и по возбуждаемой ими вибрации. Те виды дефектов, которые изменяют переменные составляющие тока в обмотках, возбуждают, прежде всего, пульсирующие моменты. Если дефекты приводят к изменению формы магнитного поля в воздушном зазоре, то могут возникать как радиальные силы, так и пульсирующие моменты. Эти возбуждающие воздействия имеют определенную периодичность, поэтому оптимальным методом исследования возбуждаемой вибрации является ее спектральный анализ.
Цель настоящей работы заключается в установлении норм на уровень магнитной вибрации ТЭД как одного из факторов, влияющих на постановку диагноза о техническом состоянии таких элементов конструкции, как подшипники ¿коря и магнитная система, т.е. исследовании уровня магнитной составляющей в общем уровне СКВ в зависимости от износа подшипников в первом случае, и исследовании параметров собственно магнитной вибрации при ослаблении крепления главных полюсов во втором. Для этого в работе приходится решать следующие задачи:
1. Исследовать магнитное поле в воздушном зазоре для определения закона распределения магнитной индукции переменных электромагнитных полей под наконечником главных полюсов и расчета действующих вибровозмущающих сил;
2. Исследовать пространственные формы деформации станины тягового двигателя под действием переменных радиальных и тангенциальных сил и крутящих моментов;
3. Рассчитывать перемещения сечений станины под действием переменных электромагнитных сил и крутящих моментов для оценки уровня виброускорений на корпусе ТЭД;
13
4. Анализировать свойства колебательной системы «главный полюс -полюсный болт» для определения собственных частот колебаний и резонансных областей;
5. Оценивать величину деформации полюсных болтов ТЭД под действием переменных электромагнитных сил и моментов.
Исследованием вибрации тяговых электрических машин и колесно-моторных блоков много лет занимаются в Ростовском государственном университете путей сообщения (РИИЖТ-РГУПС). Несмотря на достигнутые определенные успехи, ряд вопросов остается еще нерешенным или недостаточно освещенным. С этой точки зрения работа по исследованию магнитной вибрации ТЭД и использованию ее параметров для виброакустической диагностики технического состояния элементов и узлов является необходимым дополнением и продолжением проводящихся в этой области исследований.
Похожие диссертационные работы по специальности «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», 05.22.07 шифр ВАК
Динамика вентиляционных машин с асинхронным электроприводом при несимметрии фазных токов2012 год, кандидат технических наук Романовский, Александр Игоревич
Исследование виброакустических полей динамических электрических машин1999 год, кандидат технических наук Константинов, Константин Витальевич
Комплексный способ автоматизированного диагностирования узлов механической части локомотива1999 год, кандидат технических наук Хренов, Валерий Васильевич
Диагностирование тягового привода электровоза с опорно-осевыми двигателями2001 год, кандидат технических наук Кучеров, Станислав Владимирович
Разработка технологий и оборудования для вибродиагностирования колесно-моторных блоков локомотивов2005 год, кандидат технических наук Тэттэр, Владимир Юрьевич
Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Минаенко, Александр Иванович
4.4. Выводы
1. Виброакустический сигнал тягового двигателя имеет сложную пространственную структуру;
2. Наибольшей информативностью о техническом состоянии элементов и узлов ТЭД обладают параметры виброакустического сигнала, полученного с определенных точек на корпусе машины (контрольных точек), определяемых экспериментальным путем;
138
3. Изменение радиального зазора в подшипниках якоря приводит к изменению величины и равномерности воздушного зазора ТЭД, что влияет на величину переменных электромагнитных сил, действующих в воздушном зазоре машины;
4. Использование описанной в работе экспериментальной установки не позволяет произвести оценку уровня электромагнитных вибраций в общем уровне СКВ из-за ограничения по наиболее низкой возможной частоте вращения, но позволяет более достоверно соотносить параметры СКВ с величиной радиальных зазоров в подшипниках ТЭД.
5. Наиболее информативным при определении состояния крепления главных полюсов ТЭД является диапазон частот вращения якоря от 100 до 300 об/мин.
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
Ремонт тяговых электродвигателей следует рассматривать как деятельность, связанную с заботой о его техническом состоянии, и осуществлять ее периодически, в зависимости от параметров, определяющих время нахождения ТЭД в эксплуатации. В настоящее время отсутствие исчерпывающего описания технического состояния ТЭД после проведения ремонтных работ в заводских условиях приводит к повышению расходов на внеплановые ремонты, связанные с непредвиденными отказами ТЭД в первые месяцы эксплуатации локомотива. Это свидетельствует о необходимости повышения качества испытаний и контроля основных параметров тяговых электродвигателей при выпуске из заводского или деповского ремонта.
Ремонт ТЭД должен осуществляться по мере необходимости, в зависимости от текущих параметров технического состояния и степени их отличия от номинальных. Этому способствуют:
1. Совершенствование автоматизации трудоемких процессов, а также систем управления ремонтом агрегатов локомотива;
2. Повышение качества ремонта и эксплуатационной надежности агрегатов тягового привода;
3. Повышение профессиональной квалификации инженерно-технических работников и рабочих;
4. Создание методик и пунктов технической диагностики.
Для решения данной проблемы могут использоваться методы виброакустической диагностики. При оценке эффективности виброакустической диагностики необходимо рассчитывать два пункта:
1. Величина экономического эффекта от дополнительного капиталовложения в производство;
2. Затраты, обеспечивающие достижение данного экономического эффекта.
Первостепенное значение имеет такое капиталовложение, которое позволит получить заданный экономический эффект при наименьших капитальных затратах и максимальном снижении себестоимости. Виброакустическая диагностика благодаря возможности прогнозирования и определения текущего технического состояния позволит производить ремонт ТЭД через удлиненные пробеги, что даст возможность повысить коэффициент использования локомотива, снизить число внезапных отказов в начальный период эксплуатации и, следовательно, снизить простои при внеплановых ремонтах. Кроме того, использование виброакустических характеристик ТЭД для диагностики может обеспечивать продление срока службы изоляции, коллекторно-щеточного узла, подшипников, что снижает потребность в запасных частях.
Расчет технико-экономического эффекта от внедрения метода определения технического состояния ТЭД по магнитной вибрации выполнен на основании «Методики определения годового экономического эффекта, получаемого в результате внедрения новой техники» по выражению
Э = [{Сх+ЕнКх)-{С2+ЕнК2)\В, (5-1) где Э - годовой экономический эффект, руб; Ен - коэффициент изменения срока службы нового средства труда по сравнению с базовым; К\ и К2 - сопутствующие капиталовложения потребителя (капиталовложения без учета стоимости рассматриваемых средств труда при использовании нового и базового средств труда в расчете на объем продукции, производимой на новом оборудовании; В - годовой объем производства продукции с использованием новой техники.
С целью определения экономии от снижения числа отказов подшипниковых узлов ТЭД преобразуем выражение (5-1) к виду
Э = С ^ рем Lпер Lтр j
В-АК, (5-2) где Срем - стоимость проведения ремонта ТЭД, руб; Ь - среднегодовая наработка, тыс. км.; Ь - наработка до первой плановой разборки, тыс. км.;
Ь - средний технический ресурс, тыс. км.; В - объем выпуска ТЭД из ремонта; АК - ежегодные затраты на проведение НИР по виброакустической диагностике и стоимость виброакустического комплекса. Экономическая эффективность
I,
Ьтр2
АК= 97 500 руб;
Э = Срем-^-В-АК, (5-3)
1год =300 000/130 000 = 2,31.
LTp2
Общая сумма заработной платы за проведение работ по замене якорных подшипников тягового электродвигателя НБ-418К6 и расценки по данным Ростовского электровозоремонтного завода сведены в табл. 5-1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящей диссертационной работе выполнено исследование магнитной вибрации тяговых электродвигателей постоянного и пульсирующего тока. В результате проведенных исследований были получены следующие результаты:
1. Рассчитаны уровни переменных электромагнитных сил и моментов, действующих на главный полюс ТЭД при нагрузке;
2. Получены зависимости изменения уровня переменных сил и моментов от частоты вращения якоря ТЭД (скорости электровоза);
3. Исследованы колебательные свойства станины тягового двигателя под действием радиальных и тангенциальных переменных сил и моментов, и качественно определены формы колебаний станины для шестиполюсных ТЭД в режиме холостого хода;
4. Для определения величины виброускорения на корпусе ТЭД предложен метод расчета перемещений сечений станины на основании теории тонкостенного кольца;
5. Произведен анализ колебательных свойств системы «главный полюс - полюсный болт» и выведены формулы, позволяющие определять частоты собственных колебаний системы, а также оценивать деформацию полюсных болтов под действием тангенциальной составляющей переменной электромагнитной силы;
6. При помощи специально спроектированной и изготовленной установки экспериментально исследована магнитная составляющая вибрации в величине общего уровня СКВ тягового электродвигателя.
7. Получены зависимости между общим уровнем СКВ и радиальным зазором в подшипниках якоря для случаев работы тягового двигателя от сети и принудительного приведения во вращение якоря ТЭД при помощи спроектированного привода;
8. Экспериментально исследована связь между амплитудой колебаний зубцовой частоты в спектре вибрации ТЭД и моментом затяжки полюсных болтов;
9. На основании обработки экспериментальных данных предложены нормы на величину общего уровня СКВ тягового электродвигателя в зависимости от технического состояния подшипников якоря (величины радиального зазора).
10. По амплитуде колебаний зубцовой частоты в спектре вибрации ТЭД предлагается диагностировать ослабление крепления главных полюсов ТЭД.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Минаенко, Александр Иванович, 2000 год
1. ГОСТ 20911 -75. Техническая диагностика. Основные термины и определения.
2. ГОСТ 27.302 86. Надежность в технике. Методы определения допускаемого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин.
3. Правила ремонта электрических машин электроподвижного состава. М.: Транспорт, 1992.
4. Александров A.A., Барков A.B., Баркова H.A. и др. Вибрация и вибродиагностика судового электрооборудования. Л.: Судостроение, 1986. -276 с.
5. Астахов Н. В. Магнитный шум однофазных коллекторных микродвигателей. Электричество, 1959, №1.
6. Астахов Н.В., Малышев B.C., Овчаренко Н.Я. Магнитные вибрации асинхронных электродвигателей. Кишинев: Штиинца, 1985. - 123 с.
7. Астахов Н.В., Малышев B.C., Медведев В.Т., Полухин В.Ф. Проектирование электрических машин с пониженными уровнями вибрации. Машины постоянного тока. М.: Моск. энерг. ин-т, 1985. - 76 с.
8. Ахиезер Н.И. Элементы теории эллиптических функций. М.: Наука, 1970. -304с.
9. Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г. и др. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов. М.: Наука, 1984. -.119 с.
10. Ю.Беляев Н. М. Сопротивление материалов М.: Наука, 1976.-608 с.
11. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.
12. Биргер И.А. Стержни, пластинки, оболочки. М.: Физматлит, 1992. - 392 с.
13. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. М.: Машиностроение, 1990. - 368 с.
14. М.Бочаров В.И., Захаров В.И., Коломейцев Л.Ф. и др. Тяговые электродвигатели электровозов / Под ред. В.Г. Щербакова. Новочеркасск.: Агентство Наутилус, 1998. - 612 с.
15. Брынский Е.А., Данилевич Я.Б., Яковлев В.И. Электромагнитные поля в электрических машинах. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. - 176 с.
16. Ваганов М.А. и др. Влияние реакции якоря на магнитный шум малых двигателей постоянного тока. М.: Наука, 1971.
17. Вайну Я.Я.-Ф. Корреляция рядов динамики. М.: Статистика, 1977. - 119с.
18. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964. - 576 с.
19. Верзаков Г.Ф., Киншт Н.В., Рабинович В.И., Тимонен Л.С. Введение в техническую диагностику. М.: Энергия, 1968. - 224с.
20. Вершинин В.И., Цыпкин М.П. Исследование вибраций электродвигателей постоянного тока, регулируемых широтно-импульсными преобразователями// Сб. науч. тр./ Моск. энерг. ин-т, 1989. №196. - С. 123128.
21. Волчок И.П. Сопротивление разрушению стали и чугуна. М.: Металлургия, 1993. - 192 с.
22. Вольдек А.И. Влияние неравномерности воздушного зазора на магнитное поле асинхронной машины. Электричество, 1951 г., №12.
23. Волынский В.А., Бухман В.Е. Модели для решения краевых задач. М.: Физматгиз, 1960. - 452 с.
24. Воронкин В.А., Михайлов В.И., Павлов К.А. Оценка технического состояния подшипниковых узлов электрических машин методами высокочастотной диагностики//Вибротехника (Вильнюс). 1987. - №4/57. - С. 17-22.
25. Генкин М.Д., Елезов В.Г., Яблонский В.В. Методы управления виброзащиты машин. М.: Информэлектро, 1987. - 49 с.
26. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.
27. Геча В.Я., Зубренков Н.В. Расчет вынужденных колебаний статоров машин постоянного тока. Электротехника, 1986. №11. С. 47-51.
28. Гиоев З.Г. Основы виброакустической диагностики тяговых приводов локомотивов//Автореф. дис. на соиск. уч. степени докт. техн. наук. Ростов-н/Д: РГУПС, 1998.
29. Гиоев З.Г.-, Косенко Г.Д., Приходько В.М., Колиух Б.А., Чукарин М.Т. Выбор диагностических параметров тяговых машин// Электрическая и тепловозная тяга, 1989 г., №5. С.31 32.
30. Гиоев З.Г. Некоторые элементы теории колебаний и диагностики тяговых электрических машин локомотивов /Учеб. пособие. Ростов-на-Дону: РГУПС, 2000. 52 с.
31. Гиоев З.Г.; Колиух Б.А., Золотарев Б.Д. и др. Статистическая обработка аналоговой информации при виброакустической диагностике тяговых электрических машин и агрегатов локомотивов //Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 1996. 4.1. С.45-55.
32. Гиоев З.Г., Приходько В.М., Косенко Г.Д. Анализ источников вибрации для диагностики технического состояния тяговых электрических машин локомотивов. Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 165. - Ростов-на-Дону.: РИИЖТ, 1982. С. 60-65.
33. Гиоев З.Г., Роде Л.О., Косенко Г.Д. Диагностика технического состояния силовых агрегатов локомотивов на основании анализа собственной корпусной вибрации //Тез. докл. Всесоюзной научн.-техн. конф. Омск, 1989. С. 92-93.
34. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. М.: Высш. шк., 1984. - 431 с.
35. Гончарский A.B., Кочиков И.В., Матвиенко А.И. Реконструктивная обработка и анализ изображений в задачах вычислительной диагностики.-М.: Изд-во МГУ, 1993. 139 с.
36. Грибанов Ю.И., Мальков B.J1. Выборочные оценки спектральных характеристик стационарных случайных процессов. М.:Энергия, 1978. -152с.
37. Грузовые электровозы переменного тока: Справочник/ З.М. Дубровский,
38. B.И. Попов, Б.А. Тушканов. М.:Транспорт, 1991.-471 с.
39. Грюнер А.И. Анализ вибровозмущающих сил высших гармонических электромагнитного поля в асинхронных электродвигателях. Сб. науч. тр. №202. М.: Моск. энерг. ин-т, 1989. С. 71-77.
40. Дашевский P.A., Яковлев А.И. О путях улучшения виброшумовых параметров электрических машин. Сб. науч. тр. №212. М.: Моск. энерг. ин-т, 1989. С. 8-13.
41. Ден-Гартог Дж. П. Механические колебания М.: Физматгиз, I960 - 580 с.
42. Детинко Ф.М., Загородная Г.А., Фастовский В.М. Прочность и колебания электрических машин. JL: Энергия, 1969 г. - 440 с.
43. Евдокимов Ю.А., Гудима В.В., Щербаков A.B. Основы теории инженерного эксперимента. 4.1. Методы математического планирования эксперимента: Учебное пособие/Ростов-н/Д: РГУПС, 1994. 83 с.
44. Егоров A.A., Полухин В.Ф. Влияние реакции якоря на вибрацию машин постоянного тока. Сб. науч. тр. №202. М.: Моск. энерг. ин-т, 1989. С. 99-104.
45. Ермолин И.П. Магнитный шум машин постоянного тока. Известия Ленинградского электротехнического института, вып. 28. Л.: ЛЭТИ, 1955 г.1. C. 11-27.
46. Жуловян В.В., Комаров A.B., Майник И.Ф. К расчету магнитной проводимости воздушного зазора при односторонней и двусторонней зубчатости. Электричество, 1988 г., №1. С. 50 57.46.3ахарченко Д.Д., Ротанов H.A. Тяговые электрические машины. М.:
47. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. JI.: Судостроение, 1971. - 416 с.
48. Ковалев Б.Ф., Самойлов В.Б. Влияние полюсных наконечников на шум и вибрацию асинхронного явнополюсного электродвигателя//Сб. науч. тр./ Моск. энерг. ин-т. 1988. - № 155. - С. 80-85.
49. Кононенка Е. В., Сипайлов Г.А., Хорьков КА. Электрические машины (спец. курс). М.: Высшая школа, 1975. - 279 с.
50. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 360 с.
51. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: ЮНИТИ, 2000. - 543 с.
52. Кучер Э.Р. К вопросу о магнитном шуме машины постоянного тока// Вестник электропромышленности, 1967. №9.
53. Лазароиу Д.Ф., Бикир Н. Шум электрических машин и трансформаторов. -М.: Энергия, 1973.-271 с.
54. Магистральные электровозы: Технологические основы производства/ В.И. Бочаров, А.И. Каргин, К.В. Колоколов и др.; Под общ. ред. В.И. Бочарова, A.A. Суровикова. М.: Машиностроение, 1992. - 256 с.
55. Малоземов H.A., Бондаренко В.М., Косенко Г.Д., Гиоев З.Г. Техническая диагностика локомотива// Электрическая и тепловозная тяга, 1980. №10. -С.42-43.
56. Макаров Ф.К. Электрические машины переменного тока с магнитными клиньями. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 96 с.
57. Малышев B.C., Чебышева О.В. Определение магнитной проводимости неравномерного воздушного зазора. В кн.: Межведомств, сб. тр. №25. М.: Моск. энерг. ин-т, 1984. С. 13-21.
58. Малышев B.C., Манюков М.Ф., Титюхин Н.Ф. Виброактивностьасинхронного двигателя при динамических режимах работы на низких частотах//Сб. науч. тр./ Моск. энерг. ин-т. 1985. - №73. - С. 131-135.
59. Малышев B.C., Чебышева O.B. Выбор числа пазов асинхронного двигателя с учетом снижения виброактивности// Электротехника. 1988. - №10. - С. 2224.
60. Медведев В.Т., Титюхин Н.Ф. Вибрации электрических машин// Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Электрические машины и трансформаторы. -1990.- 148 с.
61. Медведев В.Т., Юргенсон Т.С. Магнитные вибровозмущающие силы электрических машин//Сб.науч.тр./ Моск. энерг. ин-т, 1989. - №196. -С.100-116.
62. Медведева И.И. О коррелируемости уровня шума и вибрации асинхронного двигателя с потерями энергии. Электротехника, 1991 г., №4.
63. Михлин В.М. Прогнозирование технического состояния машин. М.: Колос, 1976.-287 с.
64. Находкин М.Д., Василенко Г.В., Козорезов М.А. и др. Проектирование тяговых электрических машин. М.¡Транспорт, 1967. - 536с.67.0снович Л.Д. Метод расчета магнитных проводимостей воздушных зазоров. Электричество, 1967 г., №3.
65. Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. М.: Машиностроение, 1971.-222 с.
66. Печерица С.П. Расчет магнитных полей в АД с учетом зубчатого строения статора и ротора. Электричество, 1965 г., №3.
67. Полухин В.Ф., Ильина H.H. Двигатель постоянного тока с низким уровнем магнитных вибраций. В кн.: Межведомств, сб. тр. №25. М.: Моск. энерг. инт, 1984. С. 22-27.
68. Павленко A.M. Исследование виброакустических характеристик автомобиля //Виброакустические поля сложных объектов и их диагностика / ИПФ АН СССР. Горький, 1989. С. 204-213.
69. Попков В.И. Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов. J1.: Судостроение, 1974. - 218 с.
70. Рабинович И.Н., Шубов И.Г. Проектирование машин постоянного тока. -Л.: Энергия, 1967 г. 504с.
71. Рагульскис K.M., Ионушас P.A., Бакшис А.К. Вибрации роторных систем. -Вильнюс.: Мокслас, 1976. 232 с.
72. Рагульскис K.M., Юркаускас А.Ю. Вибрация подшипников/ Под. ред. Рагульскиса K.M. JI.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1985. - 119 с.
73. Самсаев Ю.А. Вибрации приборов с опорами качения. -М. Машиностроение, 1980. 200 с.
74. Скуев В.Б., Руднев B.C. Средства диагностики и контроля// Электрическая и тепловозная тяга, 1986 г., №11.
75. Ставинский A.A., Золотухин А.И., Янченко A.B. Снижение вибрации от электромагнитных источников колебаний в двухпакетных асинхронных двигателях. Электротехника, 1991 г., №8.
76. Технические средства диагностирования: Справочник/ В.В. Клюев, П.П. Пархоменко, В.Е. Абрамчук и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989. - 672 с.
77. Техническая акустика транспортных машин: Справочник/ Под. ред. Иванова Н.И. С-П6-: Политехника, 1992. - 364 с.
78. Тимошенко С.П. Прочность и колебания элементов конструкций. М.: Наука, 1975.-704 с.
79. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле/Под. ред. Григолюка Э.И. М.: Машиностроение, 1985. - 472 с.
80. Токарев Б.Ф. Электрические машины. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 624 с.
81. Фомин Я.А., Савич A.B. Оптимизация распознающих систем. М.: Машиностроение, 1993. - 287 с.
82. Харкевич A.A. Спектры и анализ. М.: Изд-во техн.-теор. лит-ры, 1953. -215 с.
83. Хренов В.В. Комплексный способ автоматизированного диагностирования узлов механической части локомотива //Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Омск: ОмГУПС, 1999 г.152
84. Шимберев В.Б. Исследование влияния технологических параметров болтового крепления полюсов на резонансные свойства статоров машин постоянного тока. Сб. науч. тр. №202. М.: Моск. энерг. ин-т, 1989. С. 114118.
85. Шкаликов B.C., Пеллинец B.C., Исакович Е.Г., Цыган Н.Я. Измерение параметров вибрации и удара. М.: Издательство стандартов, 1980. - 280 с.
86. Шубов И.Г. Определение уровня шума машины постоянного тока методом электромеханической аналогии. Электричество, 1958 г., №4.
87. Шубов И.Г. Шумы и вибрации электрических машин. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. 206 с.
88. Юферов Ф.М. Аналитическое выражение проводимости воздушных зазоров электрических машин. Электричество, 1965 г., №12.
89. Явленский К.Н., Явленский А.К. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.-239 с.154
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.